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反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数

反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数 真实存在的巨型海怪!北欧神话中的“北海巨妖”,未知海域的霸主!

海怪,一直是人们(men)茶余饭后最热衷的谈资,也是大家对(duì)深海探索最(zuì)大(dà)的恐惧(jù)。

在挪威的大海中,和三文鱼一样(yàng)被广为人知的生(shēng)物叫“克拉肯”,这个(gè)家喻户晓的挪威海(hǎi)怪(guài)还(hái)有另外一个名字“北海巨(jù)妖”。

它被认为是最有(yǒu)可能存在(zài)的神话物种,虽(suī)然(rán)没有人真正见(jiàn)过(guò)它的(de)样子,但是(shì)在(zài)众多小说和影(yǐng)视(shì)作品的渲(xuàn)染之下,这个北欧(ōu)神话中的明(míng)星海怪早就已经红(hóng)出圈了。

根据神话(huà)记载,“北海巨妖(yāo)”居住在挪(nuó)威和(hé)格陵兰岛附近,它的背(bèi)部周长1500米,比(bǐ)一座小(xiǎo)岛还要大(dà),可以轻易地(dì)使用它的触手将巨大(dà)的船只完全拖入海底,甚至还有(yǒu)军(jūn)舰遭遇海外(wài)袭击(jī)沉入海底的传说(shuō)。

那么这究竟是一种什么样的(de)恐怖力量呢?阿基米德已经给了我们答案,浸没在(zài)流体中的物体上的浮力,相(xiāng)当(dāng)于(yú)物体(tǐ)排开流体的(de)重量,所以只需要(yào)用船(chuán)舶的总吨位乘以海水(shuǐ)的密(mì)度和重力,然(rán)后减去船(chuán)的重(zhòng)量,就可以知道还要将一(yī)艘普通大小的舰船完全拖到水下至少需要400吨的力量。这(zhè)对海怪的肌肉力量要求,超出了人类的认知范围。

随着(zhe)现代(dài)生物学的(de)发展,过(guò)于荒诞夸(kuā)张的海怪传说也逐渐消失。由(yóu)于(yú)从来没有发现过北(běi)海巨(jù)妖的尸骨(gǔ)残骸,所以人们猜测它没有脊椎和骨(gǔ)骼。因此挪威海(hǎi)怪的原型被认(rèn)为是(shì)一种巨大的头足类(lèi)深海(hǎi)海洋生物(wù)。

随(suí)着人类对海洋的(de)不断(duàn)探(tàn)索和研(yán)究(jiū),发现在黑暗(àn)冰冷的深海(hǎi)当中,海洋生物已经进(jìn)化得(dé)相当怪异,甚至(zhì)恐怖,而且非常地巨大。巨(jù)型的日本蜘蛛(zhū)蟹、大红水(shuǐ)母、鲱(fēi)王黄带鱼(yú)、大王乌贼(zéi)、格(gé)陵兰鲨鱼,以及巨型的等足类动物等等(děng)。

这些巨型深海生物和它(tā)们潜水(shuǐ)区的近(jìn)亲相比,就好像得了巨人一样(yàng)。其(qí)实在寒冷黑暗的极端压力环(huán)境的深海,海洋生(shēng)物进化(huà)出(chū)巨大的(de)体态(tài)几乎是(shì)必然的(de),那么(me)其(qí)背后的(de)生(shēng)物学原(yuán)因到底是什(shén)么(me)?挪威海怪的原(yuán)型又是谁(shuí)呢?

海洋占据着(zhe)地球(qiú)71%的表面积,但(dàn)是(shì)人类(lèi)对海(hǎi)洋的探索却不(bù)到5%,在(zài)超(chāo)过13.5亿立方千米的海水深处,星罗密布地(dì)埋葬着人类(lèi)文明(míng)的(de)遗迹,以及太多未知的神秘生物(wù)。

200米(mǐ)深度以上(shàng)的海洋叫(jiào)做海洋(yáng)上层,在这里阳(yáng)光可以明显地直射(shè)下(xià)来(lái),是海洋中唯一存在光(guāng)合(hé)作用的区域。浮游生(shēng)物和绝(jué)大部(bù)分的海洋生(shēng)物在这里营(yíng)造出了一片丰(fēng)富(fù)多彩且(qiě)欣欣向荣的海(hǎi)底世界(jiè)。

当(dāng)深度超过200米,就到了海洋(yáng)中层,海水的温度、盐度和密度(dù)在这里(lǐ)发生了急剧的变化,阳光变得越来越微弱(ruò)。到(dào)达1000米以下的深海(hǎi)层,我们(men)会发现海洋生物已(yǐ)经开(kāi)始进(jìn)化(huà)出了(le)照明设备。

我们唯一能(néng)看(kàn)到的光亮来自鱿(yóu)鱼的皮(pí)肤或者是琵琶鱼诱饵(ěr)器(qì)官所(suǒ)发出的生物(wù)光。

从(cóng)海(hǎi)平面以下400米(mǐ)开始,海洋中的(de)食物就变(biàn)得非常稀缺了,随着阳光的逐渐减弱,光合作用的藻类和浮游生物彻底消失(shī)了,作为食物链(liàn)中的关键部分,这直接导致了深海(hǎi)动物们的生活变得更加艰难(nán)。

多(duō)数的海洋(yáng)生物只能依靠浅水区倾泻下来的有机物碎(suì)屑进(jìn)行生存,这种像雪花一(yī)样飘(piāo)落的沉积现象叫做“海洋雪”,主要由死(sǐ)亡的浮游(yóu)生(shēng)物,上层生(shēng)物(wù)的粪便颗粒以及一些腐烂的尸体碎片构成。

有(yǒu)很多(duō)的海洋生(shēng)物是完全(quán)依(yī)赖“海洋雪”所生(shēng)存的,所以海洋雪是深海和底(dǐ)部生(shēng)态系统的基(jī)础,但(dàn)是它们不足以支持大量的生命物质,食物(wù)网(wǎng)的紧张导致了深(shēn)海中的(de)生物数量稀少,同时(shí)也(yě)让深海生物(wù)的捕食压力大大增加,许多不吃“海洋雪”的(de)生(shēng)物(wù),就只能以(yǐ)吃“海洋雪”为食(shí)的动物(wù)。

所以在这个区域,任何的鱼类、甲(jiǎ)壳类或者是头(tóu)足类(lèi)的动物(wù)都是更大(dà)型捕食者的目标。为(wèi)了摆脱这(zhè)样的(de)困(kùn)境,所有的生物都在努(nǔ)力地进(jìn)化,让自己从(cóng)猎(liè)物转变为“顶(dǐng)级捕(bǔ)食者”。

比如被人们认(rèn)为是(shì)最接(jiē)近挪威海怪(guài)原型的重点(diǎn)嫌疑犯---深海巨(jù)鱿。说到巨(jù)型鱿(yóu)鱼,我们最先想到的(de)就是传说中的“大(dà)王乌贼(zéi)”。

大(dà)王(wáng)乌贼(zéi)是大王鱿科(kē),大王鱿属的头足类(lèi)软体动物,因此准确来讲应该(gāi)叫(jiào)“大王鱿”,它们实(shí)际(jì)上并不是乌贼(zéi)。巨型的鱿鱼大(dà)多(duō)栖息在(zài)绝对黑暗的深海当中,一(yī)直以(yǐ)来(lái)都(dōu)是(shì)谜一般(bān)的存(cún)在。

在21世纪之(zhī)前,我(wǒ)们对巨型鱿鱼(yú)的了解主(zhǔ)要是来自被(bèi)冲上(shàng)岸边的标本(běn)。直到2004年,人类才在(zài)1000米的深海中,拍到了第一张巨型(xíng)鱿鱼(yú)的照片(piàn),有史(shǐ)以来(lái)发现的大(dà)王鱿最大的个体长达13米(mǐ),就好像一辆公交车在深海中航行。与大多长度不超过60米的鱿鱼相比,大王鱿的体(tǐ)重能够(gòu)达到275公斤。科学(xué)家们认为(wèi),由(yóu)于拥有如(rú)此巨大(dà)的体型,它们的上(shàng)面几乎没(méi)有捕食者。

大王鱿(yóu)拥有两条极长(zhǎng)的触腕,能够达到其他腕长的2.5倍到4倍(bèi)。触腕长(zhǎng)有4个吸(xī)盘(pán),可以轻易且舒适地捕食(shí)深海中的其他鱼(yú)类,但(dàn)大王鱿并不是深海鱿鱼(yú)中最大的一种,目前人类所(suǒ)发(fā)现的最(zuì)大深(shēn)海鱿鱼(yú)是大王酸浆鱿(yóu),这种生活在南(nán)极海域的巨型(xíng)鱿(yóu)鱼身长大约10米,虽(suī)然没有大王鱿长,但(dàn)是体重能(néng)达到大王(wáng)鱿(yóu)的2倍,它们是世(shì)界(jiè)上最(zuì)大的(de)无脊椎动物,更是一种具有侵略性的顶级捕(bǔ)食者,尽管它(tā)们无法击沉(chén)军(jūn)舰,但是却可以轻而易(yì)举地(dì)颠覆(fù)帆船或者是小型的渔(yú)船(chuán)。

因此,大王酸浆鱿被认为(wèi)是最(zuì)接(jiē)近挪威海怪原型的物种。而深海能够如此巨(jù)大的(de)另一个原因,让(ràng)我们对海底的巨兽有了新的(de)认知,我们都(dōu)知道,越大的生物体吃(chī)得(dé)也就越多,但(dàn)是克莱伯定律告诉(sù)我们,生物(wù)体的新(xīn)陈代谢和身体大小之间(jiān)并(bìng)不是一个(gè)线性的关系(xì)。比如一个200斤的胖(pàng)子所燃烧的卡路里,绝不(bù)会是一(yī)个100斤美女的两倍;一匹比老鼠重(zhòng)1000倍的马,也(yě)不需要多出1000倍的(de)能(néng)量(liàng)才能够驰骋草原。

它们之间其实有(yǒu)一(yī)个非常漂亮的数学(xué)关系,克(kè)莱伯定(dìng)律的适(shì)用范围(wéi)非(fēi)常广(guǎng)。从地球上最(zuì)大(dà)的(de)生(shēng)物蓝鲸到极小的(de)线粒体都(dōu)遵循着克莱伯定律。而巨大的深海鱿鱼将克莱波定律提升到了一个(gè)新(xīn)的水平(píng)。

研(yán)究发现,巨型鱿鱼的新(xīn)陈代(dài)谢(xiè)率非(fēi)常低,一(yī)条5KG的成年鱼类可以让一条500公斤的鱿鱼吃上半年,因(yīn)为(wèi)它(tā)们每天只需要燃烧45卡路里(lǐ)的能量,这(zhè)相当(dāng)于一个成年(nián)人慢(màn)跑1.98公里。巨型由(yóu)于每天只需要0.03公(gōng)斤的(de)食物就可以维持生(shēng)命,这个能量需(xū)求比(bǐ)其(qí)他同级别掠食者要(yào)低上600倍,这也意味着它们的生活是慢(màn)节奏的,不会像大(dà)白鲨那(nà)样狂野地(dì)追逐猎物。守株待兔(tù)是巨型鱿鱼的生(shēng)存(cún)之道。

大(dà)王酸浆鱿还(hái)拥有(yǒu)动物界中最(zuì)大的眼睛,宽度能够达到30厘米。它(tā)们的眼睛长有发光器(qì),能够自己产生光芒(máng),也(yě)能够(gòu)觉察(chá)到其他生物所发出的(de)微光(guāng),但(dàn)是它们大眼睛的主要作用是用于对付自己的天(tiān)敌抹香(xiāng)鲸。深海中(zhōng)的生物(wù)身体巨大的(de)另(lìng)一个原因很可能是深(shēn)而寒(hán)冷的水。

伯格曼(màn)法则认为,在(zài)恒温(wēn)动物当中,即使(shǐ)是同种动(dòng)物,生活(huó)在寒冷地方(fāng)的个(gè)体,其体积(jī)、体重一般(bān)较生活在温暖地方(fāng)的个体都会大一些。但是很明(míng)显,某些变温(wēn)动物也遵循(xún)这个法则。所(suǒ)以(yǐ),我(wǒ)们会(huì)在极地区域(yù)的(de)海洋当中看到超出常(cháng)规的(de)巨大海绵、蠕虫,甚(shèn)至是巨大的单细胞生物。其中最(zuì)有趣(qù)的是北冰(bīng)洋中最(zuì)大的鱼类(lèi)---格陵兰鲨(shā)。

成(chéng)年的(de)格陵(líng)兰(lán)鲨体长7米,体重可达1400公斤,生活在2000米以下的极地(dì)深海当中。是唯(wéi)一能够全年抵御北(běi)极(jí)寒冷水(shuǐ)域(yù)的鲨(shā)鱼。格(gé)陵(líng)兰鲨同样有着(zhe)极低的新陈代(dài)谢(xiè),捕食的(de)方式也和(hé)巨(jù)型鱿鱼(yú)相似,它们善(shàn)于采取以静制动的(de)方式(shì),坐等食物(wù)自己上门(m反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数én),如果没(méi)有活的,它们也会吃掉能够找到的任(rèn)何动(dòng)物尸体。

格(gé)陵兰(lán)鲨还是世(shì)界上(shàng)最长寿的(de)脊椎动物,在它们的眼睛里(lǐ)有一(yī)些蛋白(bái)质,在它(tā)们出(chū)生之前就已经形(xíng)成了,这(zhè)些蛋白质不会随(suí)着年龄的(de)增(zēng)加(jiā)而降解。所以(yǐ)科学家通(tōng)过对其进行(xíng)碳定年法(fǎ),估计它(tā)们的平(píng)均寿命至(zhì)少为272岁。一些心情舒畅(chàng)、心(xīn)情(qíng)安逸的格陵兰鲨甚(shèn)至(zhì)可能会超(chāo)过500岁。

我(wǒ)们刚才所聊的(de)这些海(hǎi)洋生物(wù)都(dōu)是(shì)在4000米以上的海(hǎi)水(shuǐ)区域,而当(dāng)我们(men)穿(chuān)过深(shēn)海层潜(qián)入到更(gèng)深的海(hǎi)底(dǐ)时,一些极端的(de)深海巨人症的(de)案(àn)例再一次刷(shuā)新了我(wǒ)们对海洋的认知。

在海平面以(yǐ)下4000到6000米(mǐ)的(de)区(qū)域叫做(zuò)深渊层(céng),是海洋中最宽广的地带,总面积(jī)超过(guò)3亿平(píng)方公里(lǐ),占地球表面积的60%。6000米以(yǐ)下的深海是超深渊层,也叫哈(hā)达尔区(qū)域,它一般存在于狭长的V型海底峡(xiá)谷深(shēn)处(chù)。地(dì)球上目前已经确定的(de)哈达尔栖息地46个,最深的一(yī)处是形成于(yú)6000万年(nián)前的马里亚纳海沟(gōu)。哈达尔区域处在(zài)绝对(duì)的(de)黑暗(àn)当(dāng)中(zhōng),水温(wēn)在1到4摄氏度之(zhī)间,压力(lì)是(shì)地面上(shàng)的1100倍以(yǐ)上。

在这里,海洋生命(mìng)的基础(chǔ)“海洋(yáng)雪(xuě)”几乎不会再流(liú)淌(tǎng)下来,理论上不会有(yǒu)生(shēng)命出现在这样的极端环(huán)境当中。但是,当人反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数类到达这(zhè)里时(shí),发现很多的片脚类生物在(zài)海(hǎi)底(dǐ)爬行,而且体型巨大。潜水(shuǐ)中的(de)端足(zú)反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数类(lèi)生物长度一般在1cm左(zuǒ)右,但在这里,同类物种的(de)体(tǐ)长(zhǎng)能(néng)够(gòu)达到(dào)34cm,这(zhè)样的(de)视觉效果相当于(yú)你(nǐ)看到了一只蚊子,比老鼠还要大(dà)上一圈。

科学家还(hái)在这(zhè)里发现了(le)世(shì)界上最大的脚角类动物,以(yǐ)及长达(dá)50厘米的(de)超巨型(xíng)的等足类动物。这(zhè)些巨大的片脚类和等(děng)足类动物在10000米深(shēn)的海(hǎi)底默默无闻地做着清道夫的工作,它们(men)会吃(chī)掉(diào)任何出现在面前的分解物(wù)质。

庞大(dà)的体(tǐ)型可以让(ràng)它们储存更多的能量和(hé)食物,也可(kě)以(yǐ)为干饭(fàn)而长途跋涉到(dào)更远(yuǎn)的距离。但是在这样的极端环境之下,这里的食(shí)物资(zī)源仍(réng)然非常(cháng)贫(pín)瘠,这(zhè)些(xiē)巨大(dà)的生物的(de)食物来源依然令人费解。后来(lái),研究(jiū)人员在一种端足类动物的身(shēn)上发现(xiàn)了(le)一种独特的纤维素(sù)酶。

这种(zhǒng)纤维素酶有一个神奇的功效,它可以分(fēn)解植(zhí)物物(wù)质。但是生(shēng)活在0植物环境中的端足(zú)类(lèi)动物,理(lǐ)论上是不需要这种酶的,海洋(yáng)雪形式的藻类也根本无法抵达这(zhè)里。

但科学(xué)家测试研究这(zhè)种独特的纤(xiān)维素酶(méi),发现它可以(yǐ)将锯(jù)末或者是木浆(jiāng)直接转(zhuǎn)化(huà)为葡萄糖。而且环境(jìng)的压力(lì)越大,这种酶(méi)的活性就越大,消化纤维素的(de)速度也就会越快。

另外(wài),在(zài)万米(mǐ)的(de)海底这种(zhǒng)超高压低(dī)温的(de)环境(jìng)当中,海水会变得(dé)更加粘(zhān)稠,较大的体态可(kě)能会让这些(xiē)深(shēn)海无脊(jí)椎动物(wù)在呼吸上(shàng)具有更大的优势(shì),更好地(dì)克服水中较大的黏(nián)性力,这可能是它(tā)们(men)进(jìn)化(huà)成巨大(dà)体态的另一个原因。而在对这些海底生物的研(yán)究当中,人类(lèi)得到了(le)更为震惊(jīng)的发(fā)现。

广州地球(qiú)化学研究所曾在(zài)10000米水(shuǐ)深(shēn)的钩虾体内发现了(le)C14的信号。让人感到(dào)遗憾的是,这些C14的信号竟然(rán)来自人(rén)为的核爆。

科学家还在(zài)马里亚纳海沟的深(shēn)处检测到了(le)塑料(liào)垃(lā)圾(jī)。尽管现在的浩(hào)瀚海(hǎi)洋广(guǎng)阔,生态资(zī)源丰富,但其中很多区(qū)域的生态系统(tǒng)是非常脆弱(ruò)的,许(xǔ)多的海洋生(shēng)物已经(jīng)濒临灭绝的边缘(yuán),甚(shèn)至很(hěn)多的(de)物种在人类发(fā)现之前,它们可能就已经灭绝了(le)。从(cóng)1950年到现(xiàn)在,人类所(suǒ)制(zhì)造的(de)塑(sù)料(liào)垃圾已经超过了100亿吨(dūn),平(píng)均(jūn)每年都有超过3000万(wàn)吨的塑料废弃(qì)物排入到(dào)海洋当中。

环境污染、过度捕捞、深海采矿、气候的变化所导致的海洋化学变化都(dōu)是对海(hǎi)洋生(shēng)态系统(tǒng)的严重威胁,所以保护(hù)环境人人有责。

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